黑翅土白蚁觅食行为学基础及诱杀系统的研究

论文摘要

黑翅土白蚁是危害农林植物和水库堤坝的重要害虫。本文以黑翅土白蚁为研究对象，较系统地研究了黑翅土白蚁的觅食行为，在此基础上构建和应用了高效环保型的诱杀系统，其主要研究结果如下：1．黑翅土白蚁的掘道和觅食行为研究在室内条件下，利用平面沙盘装置比较研究了黑翅土白蚁和黑胸散白蚁的掘道行为差异，并探讨了砂粒直径对黑翅土白蚁掘道速度的影响。试验观察发现，黑翅土白蚁的工蚁在沙盘中很快便开始掘道，掘道速度较快，而且是从圆心处向沙盘四周构筑辐射状的主蚁道；而黑胸散白蚁的工蚁在圆心处滞留时间较长，仅从沙盘的少数几个方向开始掘道，且掘道速度较慢。研究结果表明，黑翅土白蚁的主蚁道数和主蚁道宽度均显著大于黑胸散白蚁的，但前者的主蚁道间夹角、主蚁道分支数和蚁道相交率均显著低于后者的。研究结果还表明，黑翅土白蚁工蚁的掘道速度受到砂粒直径的显著影响，且在掘道时对砂粒大小有选择性。室内实验表明，黑翅土白蚁觅食和掘道行为试验的主蚁道数间无显著差异，但前者的主蚁道和2次蚁道的分支数均显著小于后者的。觅食行为试验表明，取食点的蚁道宽度显著大于原点的，过取食点的主蚁道数显著高于过取食点的次蚁道数。此外，近60％被发现的取食点周围拥有取食环，且平均拥有数为2。2．黑翅土白蚁诱食信息素研究超微结构观察发现，黑翅土白蚁工蚁下唇腺的腺泡呈扁圆形，相互堆积的腺泡由腺泡管相连；此外，黑翅土白蚁工、兵蚁和有翅成虫的腺泡细胞在构造上有显著差异。研究结果表明，黑翅土白蚁工蚁下唇腺水提液对工蚁有显著的诱食效果，但其下唇腺甲醇提取液和正己烷提取液对工蚁均无显著的诱食效果。研究结果还表明，兵蚁下唇腺水提液对工蚁有明显的驱避作用；而有翅成虫下唇腺水提液对工蚁既无显著的诱食效果，也无明显的驱避作用。经气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析，在黑翅土白蚁的工蚁下唇腺和虫体水提液中均不含对苯二酚；所测2种样品共有14种可能的诱食组分，其中丙氨酸、L-缬氨酸、尿素、4-甲氧基苯酚、3，5-二羟基甲苯、苹果酸和癸二酸等7种化合物是2种样品都含有的组分。研究结果表明，1μg／g和10μg／g对苯二酚对黑翅土白蚁工蚁无显著诱食效果，而50μg／g和100μg／g对苯二酚对工蚁却有明显的驱避作用。3．黑翅土白蚁取食和交哺行为的品级差异性利用Rubidium（Rb）作为示踪元素，测定了黑翅土白蚁在取食和交哺方面的品级差异性。取食测定试验表明，工蚁可以直接取食RbCl处理过的滤纸；3龄幼蚁具有一定的取食能力；5～6龄若蚁虽然获得了标记水平的Rb吸收值，但其取食能力很弱；而兵蚁无法取食RbCl处理过的滤纸。交哺测定试验表明，与8000μg／ml Rb传食工蚁配对的受食工蚁、兵蚁和5～6龄若蚁的Rb吸收值均显著高于与对照传食工蚁配对的受食工蚁、兵蚁和5～6龄若蚁的Rb吸收值，与8000μg／ml Rb传食工蚁配对的3龄幼蚁的Rb吸收值未显著高于与对照传食工蚁配对的3龄幼蚁的Rb吸收值。此外，本研究中4个交哺组合的传递效率均较低。4．黑翅土白蚁诱杀系统的构建毒力测定结果表明，0.025μg／ml～0.4μg／ml氟虫腈和吡虫啉分别在药后3 d和5 d对黑翅土白蚁表现出明显的毒杀效果，氟虫腈和吡虫啉药后1 d的LC50分别为药后5 d的509倍和63.8倍，2种药剂对黑翅土白蚁的毒杀效果均比较缓慢。驱避作用试验表明，50μg／ml氟虫腈对黑翅土白蚁无明显的驱避作用，而50μg／ml吡虫啉对黑翅土白蚁表现出了明显的驱避作用。氟虫腈在黑翅土白蚁中的传递性试验表明，5.0μg／g氟虫腈毒沙对应的受毒工蚁死亡率显著高于0μg／g、1.0μg／g和10.0μg／g氟虫腈毒沙的。当传毒工蚁在1.0μg／g氟虫腈毒沙中染毒1 h、6 h和12 h时，仅6 h对应的受毒工蚁死亡率在各观测时间均显著高于对照的。当在1.0μg／g氟虫腈毒沙中的传毒白蚁数为5、15和20头时，在6 d、9 d和12 d后，仅15和20头传毒白蚁数对应的受毒工蚁死亡率显著高于对照的。此外，传毒工蚁不能将致死剂量的氟虫腈传递给受毒兵蚁和幼蚁。黑翅土白蚁的食物选择性试验表明：在6种纯饵料中，小米粉的被食率、泥被面积及泥被覆盖率均最高，其泥被出现时间仅长于松木粉的，但两者间无显著差异。在5种添加物中，15％香菇、10％松花粉、10％白砂糖、15％蜂蜜都能显著提高小米粉对黑翅土白蚁的诱食效果，其中又以10％白砂糖的增效作用最明显。野外试验表明，小米粉+10％白砂糖诱饵对黑翅土白蚁的诱食效果优于小米粉诱饵的。因此，小米粉+10％白砂糖适合作为黑翅土白蚁毒饵中的饵料组分。比较了8种供试防霉剂对小米粉的防霉效果，结果表明：2‰山梨酸钾和0.75‰百菌清对小米粉的防霉效果较好，两者都能使野外试验坑中的小米粉样品8 d后不发霉。室内试验表明，2‰山梨酸钾不影响黑翅土白蚁对小米粉的取食量；而0.75‰百菌清显著降低了黑翅土白蚁对小米粉的取食量。野外试验进一步表明，投饵8 d后，小米粉诱饵、小米粉+2‰山梨酸钾诱饵、小米粉+0.75‰百菌清诱饵的发霉率分别为100％、20％和30％，而三者的被食率分别为27.67％、53.70％和19.15％。可见，2‰山梨酸钾适合作为白蚁诱饵的防霉剂。利用手工成型器进行的白蚁诱饵剂成型工艺试验表明，饵料粒度是影响诱饵剂成型状况的主要因子。甘蔗粉诱饵剂的最佳成型条件是：甘蔗粉粒度为细水平，粘着剂用量为10％，挤压时间为5 s，用水量为200％；而松木屑诱饵剂的最佳成型条件是：松木屑粒度为细水平，粘着剂用量为10％，挤压时间为5 s，用水量为100％。参考手工成型器筛选出的最佳成型条件，在自行改装的电动成型机中可生产出成型状况良好的白蚁诱饵剂。5．黑翅土白蚁诱杀系统的应用毒剂用量确定试验表明，0.008％氟虫腈诱饵条会引起黑翅土白蚁工蚁的快速死亡，而0.002％和0.004％氟虫腈诱饵条不会引起工蚁的快速死亡，且两者的被食量基本相等，因此确定野外施药技术试验中使用0.004％氟虫腈白蚁诱饵条。野外施药技术试验表明，地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的氟虫腈诱饵条被食总量高于诱杀坑法、地表暴露法、树干粘贴法对应小区的。施药结束后1个月，地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的树木蚁害率分别比药前减少了53.57％和43.24％，且地面无新鲜白蚁泥被；而诱杀坑法、地表暴露法和树干粘贴法对应小区的树木蚁害率分别比药前增加了16.66％、17.65％和2.5％，且地面均布满了新鲜白蚁泥被。施药结束后7个月，地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的2个黑翅土白蚁巢体均死亡；而诱杀坑法、地表暴露法和树干粘贴法对应小区的3个黑翅土白蚁巢体均正常。采用“三次标记—再捕法”估计了4个黑翅土白蚁巢体的觅食种群数量和觅食范围；利用白蚁监测管中的工蚁数量和马粪纸被食量评价了每个黑翅土白蚁巢体的觅食活性，并测定了每个试验点所消耗的氟虫腈诱饵管中纸质诱饵的重量。结果表明，消耗3 mg～5 mg氟虫腈便可抑制觅食种群数量为4.0×105～7.0×105的黑翅土白蚁巢体的觅食活性。

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中文摘要

Abstract

第一部分前言

第1章文献综述

1.1 白蚁与人类的关系

1.1.1 白蚁的有益作用

1.1.2 白蚁的危害

1.2 国内外白蚁防治状况

1.2.1 探测技术的应用

1.2.2 物理屏障法

1.2.3 病原微生物防治法

1.2.4 化学屏障法

1.2.5 诱饵法

1.2.6 白蚁的综合防治

1.3 白蚁觅食行为研究进展

1.3.1 白蚁的觅食策略

1.3.2 食物和引诱剂对白蚁觅食行为的作用

1.3.3 植被对白蚁觅食行为的影响

1.3.4 土壤环境对白蚁觅食行为的影响

第2章研究的目的与意义

第二部分黑翅土白蚁觅食行为学基础研究

第3章黑翅土白蚁的掘道行为研究

3.1 材料与方法

3.1.1 黑翅土白蚁和黑胸散白蚁的掘道行为比较

3.1.2 砂粒直径对黑翅土白蚁掘道速度的影响

3.1.3 数据统计

3.2 结果与分析

3.2.1 黑翅土白蚁和黑胸散白蚁的掘道行为比较

3.2.2 砂粒直径对黑翅土白蚁掘道速度的作用

3.3 讨论

3.3.1 黑翅土白蚁和黑胸散白蚁的掘道行为比较

3.3.2 砂粒直径对黑翅土白蚁掘道速度的作用

第4章黑翅土白蚁的觅食行为研究

4.1 材料与方法

4.1.1 供试虫源

4.1.2 沙盘制作

4.1.3 评价指标

4.1.4 数据统计

4.2 结果与分析

4.2.1 二种行为试验的主蚁道数和各级蚁道分支数比较

4.2.2 原点和取食点的蚁道宽度比较

4.2.3 过取食点的主蚁道数和次蚁道数比较

4.2.4 被发现的取食点数和取食点周围的取食环数

4.3 讨论

第5章黑翅土白蚁下唇腺的超微结构及其提取液诱食活性

5.1 材料与方法

5.1.1 供试虫源

5.1.2 黑翅土白蚁下唇腺的解剖方法

5.1.3 黑翅土白蚁下唇腺的超微结构观察

5.1.4 工蚁下唇腺不同极性溶剂提取液的诱食活性

5.1.5 不同品级虫体下唇腺水提液的诱食活性

5.1.6 数据统计

5.2 结果与分析

5.2.1 黑翅土白蚁下唇腺的超微结构观察

5.2.2 工蚁下唇腺不同极性溶剂提取液的诱食活性

5.2.3 不同品级虫体下唇腺水提液的诱食活性

5.3 讨论

5.3.1 黑翅土白蚁下唇腺的超微结构观察

5.3.2 工蚁下唇腺不同极性溶剂提取液的诱食活性

5.3.3 不同品级虫体下唇腺水提液的诱食活性

第6章黑翅土白蚁诱食信息素的组分鉴定

6.1 材料与方法

6.1.1 供试虫源

6.1.2 工蚁下唇腺水提液的样品制备

6.1.3 工蚁虫体水提液的样品制备

6.1.4 气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析

6.1.5 对苯二酚对黑翅土白蚁的诱食活性

6.1.6 数据统计

6.2 结果与分析

6.2.1 黑翅土白蚁工蚁下唇腺分泌物中诱食组分的鉴定

6.2.2 对苯二酚对黑翅土白蚁的诱食活性

6.3 讨论

第7章黑翅土白蚁取食和交哺行为的品级差异性

7.1 材料与方法

7.1.1 供试虫源

7.1.2 取食行为的品级差异性

7.1.3 交哺行为的品级差异性

7.1.4 数据统计

7.2 结果与分析

7.2.1 取食行为的品级差异性

7.2.2 交哺行为的品级差异性

7.2.3 传递效率

7.3 讨论

第三部分黑翅土白蚁诱杀系统的构建与应用

第8章氟虫腈与吡虫啉对黑翅土白蚁的毒效

8.1 材料与方法

8.1.1 供试昆虫

8.1.2 供试药剂

8.1.3 二种药剂对黑翅土白蚁的室内毒力测定

8.1.4 二种药剂对黑翅土白蚁的驱避作用试验

8.2 结果与分析

8.2.1 二种药剂对黑翅土白蚁的室内毒力测定

8.2.2 二种药剂对黑翅土白蚁的驱避作用

8.3 讨论

第9章氟虫腈在黑翅土白蚁中的传递性

9.1 材料与方法

9.1.1 白蚁的采集和饲养

9.1.2 传毒模型

9.1.3 试验设计

9.1.4 数据统计

9.2 结果与分析

9.2.1 药剂浓度对氟虫腈毒力传递的作用

9.2.2 染毒时间对氟虫腈毒力传递的作用

9.2.3 传毒白蚁数对氟虫腈毒力传递的作用

9.2.4 品级差异对氟虫腈毒力传递的作用

9.3 讨论

第10章黑翅土白蚁的食物选择性研究

10.1 材料与方法

10.1.1 供试昆虫

10.1.2 供试材料

10.1.3 试验方法

10.2 结果与分析

10.2.1 黑翅土白蚁对6种纯饵料的嗜食选择性

10.2.2 黑翅土白蚁对混合饵料的嗜食选择性

10.2.3 两种类型诱饵的野外诱食效果

10.3 结论与讨论

第11章几种防霉剂对白蚁诱饵的防霉效果比较

11.1 材料与方法

11.1.1 供试防霉剂

11.1.2 供试昆虫

11.1.3 供试防霉剂对小米粉的防霉效果比较

11.1.4 初选防霉剂对黑翅土白蚁取食小米粉的作用

11.1.5 初选防霉剂对白蚁诱饵的野外防霉效果试验

11.1.6 数据分析

11.2 结果与分析

11.2.18 种防霉剂对小米粉的防霉效果比较

11.2.2 二种初选防霉剂对黑翅土白蚁取食小米粉的作用

11.2.3 二种初选防霉剂对白蚁诱饵的野外防霉效果

11.3 小结与讨论

第12章白蚁诱饵剂的成型和生产工艺研究

12.1 材料与方法

12.1.1 供试饵料与粘着剂

12.1.2 白蚁诱饵剂成型因子及水平的确定

12.1.3 空心圆柱型诱饵的制作

12.1.4 裂纹度的测定

12.2 结果与分析

12.2.1 各因子对诱饵剂裂纹度的影响

12.2.2 最佳成型条件的确定

12.2.3 手工成型器筛选出的最佳成型条件在电动成型机中运用

12.3 小结与讨论

第13章氟虫腈白蚁诱饵条的毒剂用量确定及野外施药技术

13.1 材料与方法

13.1.1 供试白蚁诱饵条

13.1.2 白蚁诱饵中氟虫腈用量的确定

13.1.3 氟虫腈白蚁诱饵条的野外施药技术

13.2 结果与分析

13.2.1 白蚁诱饵中氟虫腈用量的确定

13.2.2 氟虫腈白蚁诱饵条的野外施药技术与诱杀效果

13.3 小结与讨论

13.3.1 白蚁诱饵中氟虫腈用量的确定

13.3.2 氟虫腈白蚁诱饵条的野外施药技术

第14章氟虫腈诱饵管对黑翅土白蚁觅食种群的抑制作用

14.1 材料与方法

14.1.1 野外巢体的觅食活性监测

14.1.2 野外巢体的觅食种群数量和觅食范围的估计

14.1.3 氟虫腈诱饵管的制作和投放

14.2 结果与分析

14.2.1 氟虫腈诱饵管在试验点1的诱杀效果

14.2.2 氟虫腈诱饵管在试验点2的诱杀效果

14.2.3 氟虫腈诱饵管在试验点3的诱杀效果

14.2.4 对照试验点的白蚁觅食活性

14.3 讨论

第四部分全文总结与展望

第15章全文总结与展望

15.1 全文总结

15.2 研究展望

参考文献

致谢

附录攻读博士学位期间发表论文、申请专利和获奖情况

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